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1、逆向工程技术讲座2001年8月25日内容安排逆向工程技术综述工业曲面造型技术综述ImagewareSurfacer技术特点简介ImagewareSurfacer建模基本思路曲面光顺的定义在ImagewareSurfacer中完成曲面的光顺在ImagewareSurfacer中检验曲面的方法讨论逆向工程技术综述逆向工程（ReverseEngineering)是一门结合先进测量技术、材料学技术、CAD、CAE、CAM、快速成型技术（RapidPrototype)、CAPP、CAQ的综合性工程技术。逆向工程的目的不在于重构曲面，而在于领会原
2、设计的意图，掌握原设计，为我所用，缩短同类产品的开发周期。对逆向工程技术理解的几个误区ImagewareSurfacer仅仅是提供曲面重构的工具，使用ImagewareSurfacer建模就是逆向工程。对原产品原封不动地复制就是逆向工程设计逆向工程是一门独立的工程技术工业曲面造型技术曲面造型的定义以点线为基础构造面片，进而由面片构成造型的一种方法工业曲面造型 与一般曲面造型的区别精确性限制性高要求精确性工业造型是直接服务与生产的，它不同与一般动画或广告的造型，它必须精确到能够进行精密的数控加工，所以精度在小数点后三到四位（视机床要求可
3、能会更高），这一点对不同面片的缝合处尤为重要。精确性还表现在空间几何关系上，如果两张拼合的面之间不能保证两次相切的话，则加工后必然产生折线，而在计算机的屏幕上，这样的折线甚至有可能不能表现出来。限制性工业造型如前所述，它必须服从一定的客观规律，这样的规律中最突出的是加工工艺，造型必须是可以通过一定手段制造出来的，而且大多数时候又要求是可以用已知的最经济方式加工成型。所以工业造型不是一种可以利用想象力任意创造的表现方式，对于曲面同样也是这样，也许这是它同三维动画最主要的区别，如面片的曲率（尤其是内凹）的变化就受加工机床的限制。高要求在三
4、维动画或游戏中，人们所面对的挑战是如何更快更好地创造一个头像或是一片花瓣，如何产生一个惟妙惟肖的面部表情。对于工业上曲面造型而言，一个完美的多半径过渡圆角意义重大；人们更多关心是如何能以最少的描述手段，构造出光顺的曲面；如何对曲面进行有效而精确的基于参数的可视化编辑；矢量方向不同的曲面如何光顺拼接等。工业曲面造型中曲面的最基本构成工业曲面造型中曲面的最基本构成工业曲面造型中曲面的最基本构成工业曲面造型中曲面的最基本构成工业曲面造型中曲面的最基本构成工业曲面造型中曲面的最基本构成NURBS曲面NURBS是算法的名称，不是作图的方法，还有
5、许多其它的算法，但目前这个算法风头正劲，因为速度快，算法相对稳定，曲面的质量好，表达能力强，已成为工业标准，为几乎所有的曲面造型软件所支持。工业曲面造型中曲面的最基本构成一种较新的工业曲面造型算法 非均匀细分曲面造型——NURSS在计算机辅助几何造型中有许多种自由曲面,它们定义在三角形、四边形或任意拓扑上.定义在任意拓扑上的复杂曲面通常不能由一张NURBS、B样条或Bezier曲面表示出来,因此,人们开始开发所谓的基于节点插入的递归细分曲面.Doo、Sabin和Catmull、Clark在1978年分别提出均匀递归细分算法以生成任意拓
6、扑上的双二次和双三次曲面.根据Catmull-Clark细分规则,在四边形网格区域内,极限曲面变成相应的均匀B样条双三次曲面.这保证了,除奇异点外,曲面处处二阶连续.Halstead、Kass和DeRosse把Catmull-Clark细分格式扩展到曲面的光顺设计；Dyn、Gregory和Levin探究了插值于控制点的曲线的细分结构；Zorin、Schr?der和Sweldens提出了细分曲面的一个改进格式；另一种用于四边形网格的细分格式由Kobbelt得到.基于三向箱样条,Loop提出了用于三角形网格的细分格式.1998年,Kobb
7、elt、Compagna、Vorsatz和Seidel提出了一个用于任意三角形网的多分辨率细分格式,它放忪了对细分的连通性要求.DeRose、Kass和Truong提出了将细分曲面用于人物动画和服装模拟的方法,并证明了细分曲面可以满足高端绘制(high-endrendering)的要求.Qin、Mandal和Vemuri将“物理”性质引入均匀Catmull-Clark曲面,开发出动态细分曲面模型,允许通过施加外力交互式地使之变形.另一方面,由于已经发现均匀递归细分曲面存在着许多局限性,人们把越来越多的目光投向了非均匀细分曲面,或者称N
8、URSS.NURSS把非均匀B样条曲面扩展到任意拓扑的更一般的情况,并具有许多超越均匀递归细分曲面的优点,例如,它能够适应几何建模中的不相等的节点距,提高了表示诸如尖点、折痕、镖形之类几何特征的能力曲面造型不太可能是第一
